一

UHPC概況

超高性能混凝土(ultra-high performance concrete，UHPC)是指抗壓強度120MPa以上，具有超高強度、超高韌性和超長耐久性的水泥基復合材料。為保證UHPC具有優越的力學性能，需極大地降低其孔隙率，使UHPC達到.緊密堆積狀態，因此配置UHPC時，多采用細骨料和顆粒直徑更小的礦物原料填充體系的孔隙，由于用水量較低，需加入高效減水劑保證工作性能。

二

材料特點

“超高性能混凝土”包含兩個方面“超高”。

1.超高的力學性能

通過添加鋼纖維，UHPC在擁有超強抗壓強度的同時,兼具超強的韌性和抗折強度。UHPC與普通混凝土、高性能混凝土和鋼纖維混凝土的性能數據對比如下表所示，UHPC的力學性能指標均遠大于傳統混凝土。2.超高的耐久性

大量試驗研究與理論可證實，UHPC具有非常緊密的微觀結構、很強的抗滲能力和很好的抗凍融循環能力；UHPC不存在堿—骨料反應、凍融循環和延遲鈣礬石生成的問題。在無縫狀態下，UHPC的耐水性、抗氯離子滲透、抗碳化、抗化學腐蝕等耐久性指標與傳統混凝土相比有巨大提升。UHPC與普通混凝土、高性能混凝土和鋼纖維混凝土的耐久性數據對比如下表所示，UHPC的各項耐久性指標均遠大于傳統混凝土。

三

UHPC發展及應用推廣歷程

      丹麥學者Bache于1978年..提出均布超細致密體系至今，UHPC超高性能混凝土的研究和應用已有40多年的發展歷程。截止2024年，全橋應用UHPC材料的橋梁超過1000座。

四

UHPC在橋面鋪裝上的應用

       近年來，UHPC 因其具有較高的抗壓、抗拉強度和良好的耐久性能，在舊橋加固中得到廣泛的應用。采用 UHPC 對舊橋橋面鋪裝進行改造，其加固層的厚度可以顯著減小，對結構的自重增加有限，而且改造后的養護費用較小，具有廣闊的應用前景。 在橋梁鋪裝層改造層面，鋼—UHPC輕型組合橋面結構改造應用.為普遍。

主要病害

正交異性鋼橋面板主要病害：主要表現為鋼橋面板疲勞和鋪裝層破壞。

UHPC輕型橋面結構形式

        利用UHPC混凝土的抗拉、抗折、抗裂、韌性好、耐久性優異等特點，采用剪力釘與鋼橋面板連接。密集布筋、高溫蒸養等措施，提高橋面結構層剛度和耐久性，實現結構層免維護、SMA磨耗層周期內無需維護。

優點（傳統橋面鋪裝VSUHPC輕型橋面鋪裝）

（1）組合結構大幅度提高了橋面剛度，從而有效改善瀝青面層受力狀態；

（2）UHPC層為水泥基材料，溫度穩定性好，改善了瀝青面層工作條件，大幅度降低了粘結層失效、車轍、推移等破壞風險；

（3）減小了鋼面板和加勁肋在輪載下的應力，大幅提高了鋼橋面的抗疲勞壽命；

（4）UHPC結構層具有高密實性及耐久性，與鋼橋面板等壽命，面板的防腐方面已不成問題。

實施要點及施工流程

      （1）采用半幅封閉半幅通行方式施工，按照施工期荷載變化在施工側進行配重；

（2）澆筑時封閉交通，自跨中向兩端同步對稱澆筑；

（3）覆膜濕養24h后實施高溫蒸養。

五

UHPC規模化應用面臨的挑戰

1.UHPC產品材料及建造成本相對普通混凝土仍然偏高，UHPC材料市場上沒有成熟的定額，仍然需要按照市場詢價的方式進行比選，這無疑給政府投資項目申請資金帶來了一定的阻礙。

2.目前涉及到UHPC的施工完成后的評定及驗收，主要是依據各地的地方標準開展，沒有統一的行業標準。

3.傳統振搗成型難以實現UHPC勻質穩定品質需求，UHPC材料施工穩定性有待提高。此外，傳統結構體系嚴重制約UHPC超高力學性能發揮，傳統設計理論無法精準考慮UHPC應變硬化特征，其結構設計理論及適宜結構體系仍需完善。

六

UHPC未來發展

UHPC使水泥基材料的力學性能和耐久性有了跨越式提高，并擁有獨特的韌性性能，能很好解決混凝土結構和鋼結構的“痛點”和“瓶頸”難題，具備技術突破性與重大進步性的雙重特征。其既能使新建工程結構耐久性及免維護服役壽命呈倍數提高，又能較完善地修復和保護老化或有缺陷工程結構，使老結構繼續長期安全地服役；此外，UHPC大幅度提升了水泥和鋼材的使用效率，使工程建設產生的碳排放、資源消耗、環境友好、可持續發展等環境指標整體提升一大步。

目前，UHPC市場正處于穩步增長期，未來將會進入高速發展期，在市場接近飽和后發展將變得平緩。加拿大V H Perry先生對全球UHPC市場發展進行了預測，他認為，“到2040年，全球對UHPC材料的需求估計每年為1000億美元，基于UHPC的工程建設，整體行業規模可達每年1萬億美元”，具體如下圖所示。Perry先生預測在標準規范和市場發展良好的基礎上，UHPC的高速發展期大約在10年后出現。